Nitriler, en klass av organiska molekyler med en cyanogrupp - det vill säga en kolatom bunden med en trippel omättad bindning till en kväveatom - är vanligtvis giftiga. Men paradoxalt nog är de också en nyckelprekursor för molekyler som är nödvändiga för livet, såsom ribonukleotider, sammansatta av nukleobaserna eller "bokstäverna" A, U, C och G förenade med en ribos- och fosfatgrupp, som tillsammans utgör RNA. Nu visar ett team av forskare från Spanien, Japan, Chile, Italien och USA att ett brett spektrum av nitriler förekommer i det interstellära rymden inom det molekylära molnet G+0,693-0,027, nära Vintergatans centrum.

Dr. Víctor M. Rivilla, forskare vid Center for Astrobiology vid det spanska nationella forskningsrådet (CSIC) och National Institute of Aerospace Technology (INTA) i Madrid, Spanien, och första författare till den nya studien publicerad i Frontiers in Astronomy and Space Sciences , sa, "Här visar vi att kemin som äger rum i det interstellära mediet effektivt kan bilda flera nitriler, som är viktiga molekylära föregångare till scenariot 'RNA World'."

Möjlig värld för "endast RNA"

Enligt detta scenario var livet på jorden ursprungligen endast baserat på RNA, och DNA- och proteinenzymer utvecklades senare. RNA kan fylla båda sina funktioner:lagra och kopiera information som DNA och katalysera reaktioner som enzymer. Enligt "RNA World"-teorin behöver nitriler och andra byggstenar för liv inte nödvändigtvis alla ha uppstått på jorden själv:de kan också ha sitt ursprung i rymden och "liftade" till den unga jorden inuti meteoriter och kometer under "sena" Heavy Bombardment", mellan 4,1 och 3,8 miljarder år sedan. Som stöd har nitriler och andra prekursormolekyler för nukleotider, lipider och aminosyror hittats inuti samtida kometer och meteorer.

Men varifrån i rymden kan dessa molekyler ha kommit? Primära kandidater är molekylära moln, som är täta och kalla områden i det interstellära mediet, och är lämpliga för bildandet av komplexa molekyler. Till exempel har molekylmolnet G+0,693-0,027 en temperatur på cirka 100 K och är cirka tre ljusår i diameter, med en massa som är cirka tusen gånger vår sols massa. Det finns inga bevis för att stjärnor för närvarande bildas inuti G+0,693-0,027, även om forskare misstänker att det kan utvecklas till att bli en stellar plantskola i framtiden.

"Det kemiska innehållet i G+0,693-0,027 liknar det i andra stjärnbildande regioner i vår galax, och även det i solsystemobjekt som kometer. Det betyder att dess studie kan ge oss viktiga insikter om de kemiska ingredienserna som fanns tillgängliga i nebulosan som ger upphov till vårt planetsystem," förklarade Rivilla.

Elektromagnetiska spektra studerade

Rivilla och kollegor använde två teleskop i Spanien för att studera de elektromagnetiska spektra som sänds ut av G+0,693-0,027:​​det 30 meter breda IRAM-teleskopet Granada och det 40 meter breda Yebes-teleskopet i Guadalajara. De upptäckte nitrilerna cyanoallen (CH₂). CCHCN), propargylcyanid (HCCCH₂ CN), och cyanopropyn, som ännu inte hade hittats i G+0,693-0,027, även om de hade rapporterats 2019 i det mörka molnet TMC-1 i konstellationerna Taurus och Auriga, ett molekylärt moln med mycket andra förhållanden än G +0,693-0,027.

Rivilla och teamet hittade också möjliga bevis för förekomsten i G+0,693-0,027 av cyanoformaldehyd (HCOCN) och glykolonitril (HOCH₂ CN). Cyanoformaldehyd upptäcktes för första gången i molekylmolnen TMC-1 och Sgr B2 i konstellationen Skytten, och glykolonitril i den solliknande protostjärnan IRAS16293-2422 B i konstellationen Ophiuchus.

Andra nya studier har också rapporterat andra RNA-prekursorer inuti G+0,693-0,027 såsom glykolaldehyd (HCOCH₂ OH), urea (NH₂ CONH₂ ), hydroxylamin (NH₂ OH), och 1,2-etendiol (C₂ H₄ O₂ ), vilket bekräftar att den interstellära kemin kan tillhandahålla de mest grundläggande ingredienserna för "RNA-världen."

Nitriller bland de vanligaste kemiska familjerna i rymden

Slutförfattaren Dr. Miguel A Requena-Torres, en föreläsare vid Towson University i Maryland, USA, sa:"Tack vare våra observationer under de senaste åren, inklusive de nuvarande resultaten, vet vi nu att nitriler är bland de vanligaste kemiska familjerna. i universum. Vi har hittat dem i molekylära moln i mitten av vår galax, protostjärnor med olika massor, meteoriter och kometer, och även i atmosfären hos Titan, Saturnus största måne."

Andra författaren Dr. Izaskun Jiménez-Serra, likaså forskare vid CSIC och INTA, såg framåt:"Vi har hittills upptäckt flera enkla prekursorer till ribonukleotider, byggstenarna i RNA. Men det finns fortfarande viktiga saknade molekyler som är svåra att upptäcka Till exempel vet vi att livets ursprung på jorden förmodligen också krävde andra molekyler som lipider, ansvariga för bildandet av de första cellerna. Därför bör vi också fokusera på att förstå hur lipider kan bildas från enklare prekursorer tillgängliga i interstellärt medium." + Utforska vidare

Kan interstellär is ge svaret på födelsen av DNA?